Een samenwerking van Belgische, Franse en Britse wetenschappers, waaronder onderzoekers van het Imperial College London, hebben een technologie ontwikkeld om een ​​nieuw soort elementair deeltje te detecteren:het steriele neutrino. De nieuwe detector is met succes geïnstalleerd en is begonnen met het opnemen van gegevens.

Dr. Antonin Vacheret, van de afdeling natuurkunde van Imperial, is de woordvoerder van de SoLid (Search for oscillation with a Lithium-6 detector) samenwerking. Hij zei:"Alle deeltjes die we in de afgelopen vier decennia hebben waargenomen, zijn voorspeld door onze theorie. Dit succes culmineerde in de ontdekking van het Higgs-deeltje in 2012. Een nieuw type neutrino zou onze visie op het universum grondig veranderen en zou ons een idee van wat donkere materie is."

Neutrino's zijn fundamentele deeltjes van de natuur, maar hebben een zeer zwakke wisselwerking met materie en zijn daarom erg moeilijk te detecteren. Ze werden pas in de jaren vijftig voor het eerst waargenomen in experimenten in de buurt van kernreactoren. Kernreactoren produceren neutrino's in grote hoeveelheden en zijn de meest intense door de mens gemaakte bron van neutrino's.

Steriele neutrino's zijn ongrijpbaarder dan normale 'actieve' neutrino's omdat ze geen interactie hebben met materie en daarom onmogelijk direct te detecteren zijn met de huidige technologieën. Het experiment zoekt in plaats daarvan naar indirecte tekenen die de aanwezigheid van het deeltje zouden aangeven via een fenomeen dat neutrino-oscillatie wordt genoemd.

M. Benoît Guillon van LPC Caen in Frankrijk zei:"Het is een beetje alsof je naar rimpelingen op je bed kijkt om erachter te komen of er iets onder de deken verborgen is. Je kunt niet zien wat het is, maar je ziet het effect ervan daar. Dat gaan we doen met reactorneutrino's."

Beste plek voor onderzoek

De nieuwe SoLid-neutrinodetector werd in november met succes ingezet in de SCK•CEN BR2-reactor in Mol (België). De reactor, die verantwoordelijk is voor de wereldwijde productie van medische radio-isotopen die worden gebruikt voor beeldvorming en kankertherapie, is ook een ideale plek om fundamenteel onderzoek te doen op het gebied van elementaire deeltjes.

Professor Nick van Remortel, SoLid's technisch coördinator van de Universiteit Antwerpen, zei:"De BR2-reactoromgeving is de sleutel; het blijkt een van de stilste plekken op aarde te zijn om dit experiment uit te voeren."

Het experiment maakt gebruik van een nieuw type detector die bestaat uit kleine sprankelende kubussen die elk neutrino lokaliseren dat in de detector stopt. De hele detector fungeert als een 3D-camera die neutrinosignalen opneemt met een ongekende resolutie. Maandenlang, de samenwerking is het samenstellen van de 12, 000 delen van het experiment en het testen van de 3, 500 fotondetectoren die de kleine lichtflits zullen 'zien' die wordt geproduceerd door neutrino's in de detector.

De samenwerking ontwierp en bouwde ook een kalibratierobot genaamd Cross, tijdens de installatie met succes bediend. Het instrument levert referentiesignalen om verschillende regio's van de detector en zijn reactie op neutrino's te bewaken.

Het experiment duurt momenteel tot het einde van het jaar en SoLid streeft ernaar om binnen een jaar de eerste bevindingen te leveren, over vijf jaar de maximale gevoeligheid bereiken.